Analysis of spatial variation of tree heights in an urban area using LiDAR data.

Estimating with greater precision and accuracy the height of plants has been a challenge for the scientific community. The objective this study is to evaluate the spatial variation of tree heights at different spatial scales in areas of the city of Recife, Brazil, using LiDAR remote sensing data. The LiDAR data were processed in the QT Modeler (Quick Terrain Modeler v. 8.0.2) software from Applied Imagery. The TreeVaW software was utilized to estimate the heights and crown diameters of trees. The results obtained for tree height were consistent with field measurements.

Field-oriented assessment of agricultural crops through temporal segmentation of modis VI data.

Monitoring agricultural crops constitutes a vital task for the general understanding of land use spatio-temporal dynamics. This paper presents an approach for the enhancement of current crop monitoring capabilities on a regional scale, in order to allow for the analysis of environmental and socio-economic drivers and impacts of agricultural land use. This work discusses the advantages and current limitations of using 250m VI data from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) for this purpose, with emphasis in the difficulty of correctly analyzing pixels whose temporal responses are disturbed due to certain sources of interference such as mixed or heterogeneous land cover. It is shown that the influence of noisy or disturbed pixels can be minimized, and a much more consistent and useful result can be attained, if individual agricultural fields are identified and each field's pixels are analyzed in a collective manner. As such, a method is proposed that makes use of image segmentation techniques based on MODIS temporal information in order to identify portions of the study area that agree with actual agricultural field borders. The pixels of each portion or segment are then analyzed individually in order to estimate the reliability of the temporal signal observed and the consequent relevance of any estimation of land use from that data. The proposed method was applied in the state of Mato Grosso, in mid-western Brazil, where extensive ground truth data was available. Experiments were carried out using several supervised classification algorithms as well as different subsets of land cover classes, in order to test the methodology in a comprehensive way. Results show that the proposed method is capable of consistently improving classification results not only in terms of overall accuracy but also qualitatively by allowing a better understanding of the land use patterns detected. It thus provides a practical and straightforward procedure for enhancing crop-mapping capabilities using temporal series of moderate resolution remote sensing data.

Detecting outliers and asserting consistency in agriculture ground truth information by using temporal VI data from modis.

Collecting ground truth data is an important step to be accomplished before performing a supervised classification. However, its quality depends on human, financial and time ressources. It is then important to apply a validation process to assess the reliability of the acquired data. In this study, agricultural infomation was collected in the Brazilian Amazonian State of Mato Grosso in order to map crop expansion based on MODIS EVI temporal profiles. The field work was carried out through interviews for the years 2005-2006 and 2006-2007. This work presents a methodology to validate the training data quality and determine the optimal sample to be used according to the classifier employed. The technique is based on the detection of outlier pixels for each class and is carried out by computing Mahalanobis distances for each pixel. The higher the distance, the further the pixel is from the class centre. Preliminary observations through variation coefficent validate the efficiency of the technique to detect outliers. Then, various subsamples are defined by applying different thresholds to exclude outlier pixels from the classification process. The classification results prove the robustness of the Maximum Likelihood and Spectral Angle Mapper classifiers. Indeed, those classifiers were insensitive to outlier exclusion. On the contrary, the decision tree classifier showed better results when deleting 7.5% of pixels in the training data. The technique managed to detect outliers for all classes. In this study, few outliers were present in the training data, so that the classification quality was not deeply affected by the outliers.

Supporting land use change modelling with automated monitoring of land use dynamics in the La Plata River Basin.

2008

Avaliação da dinâmica do uso e cobertura da terra na bacia hidrográfica de contribuição para o reservatório de Barra Bonita - SP.

A interferência antrópica no ambiente ocorre de forma muito dinâmica e para acompanhá-la é preciso dispor de tecnologias eficientes, dentre as quais se destaca o sensoriamento remoto. Neste sentido, o presente estudo teve como propósito avaliar a dinâmica do uso e cobertura da terra na bacia hidrográfica de contribuição para o reservatório de Barra Bonita com aproximadamente 19.164,43 km2, situada no interior do Estado de São Paulo, mais especificamente, entre as coordenadas geográficas 21° 54? 20?? e 23° 57? 26?? Sul e 46° 39? 27?? e 48° 34? 52?? Oeste. Para tal foram utilizadas imagens dos sensores TM - Landsat 5 e ETM+ - Landsat7 referentes à 1990 e 2002, respectivamente. Estas imagens foram processadas utilizando o Spring 3.6 e aplicando uma classificação supervisionada. O classificador utilizado foi do tipo por regiões, sendo o método denominado Bhattacharya Distance com um limiar de aceitação de 90%. Desta forma foram obtidos os mapas de uso e cobertura da terra para 1990 e 2002, a partir dos quais foi possível calcular a área para 11 classes de uso e cobertura da terra e verificar as alterações ocorridas ao longo deste período. Utilizando o banco de dados SIDRA do IBGE foi possível obter dados de Produtividade Agrícola Municipal (PAM), de área plantada (em hectares), para culturas permanentes e temporárias da bacia em estudo, para os anos de 1990 a 2002. Os resultados desta fase foram importantes para confirmar as tendências observadas nos mapas de uso e cobertura da terra, obtidos em fase anterior. Neste trabalho foi possível identificar ainda locais próximos ao reservatório de Barra Bonita onde o uso inadequado da terra torna-se fonte de poluição difusa dos afluentes do reservatório de Barra Bonita. Estes locais foram georreferenciados em campo, fotografados e identificados no mosaico de imagens de 2002, fortalecendo a discussão dos resultados obtidos. Os resultados mostram que se trata de uma bacia bastante antropizada, onde medidas de planejamento devem ser tomadas no sentido de mitigar o processo de degradação ambiental.

MORTALIDADE POR CÂNCER NO ESTADO DE MATO GROSSO DO SUL, BRASIL, NO PERÍODO DE 1998 A 2007

Atualmente, as ferramentas de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento vêm sendo cada vez mais utilizadas em estudos ambientais, socioeconômicos e de eventos relacionados à saúde de forma geral. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi analisar a variação geográfica e as tendências temporais da mortalidade por neoplasias malignas no Estado de Mato Grosso do Sul, no período de 1998 a 2007, com o auxílio do geoprocessamento. Os dados de mortalidade foram obtidos a partir do Sistema de Informação de Mortalidade (SIM), disponíveis na Internet. Como produtos sínteses foram gerados mapas temáticos. Na análise de causas de óbitos no período de 1998 a 2007, observou-se que as neoplasias ocupavam o 3º lugar como causas de mortes, correspondendo a 13,78 % das mesmas No referido período, a neoplasia maligna da traquéia, brônquios e pulmões foi a que mais causou óbitos (12%), seguido do câncer de estômago (8,87%). Os cânceres próprios de cada gênero também estão presentes com alta mortalidade, como o câncer de próstata (14,48%) e da traquéia, brônquios e pulmões (14,06%) no sexo masculino e os de mama (13,76%) e colo uterino (7,45%) no sexo feminino. As 10 topografias de maior mortalidade correspondem a 64 % de todas as mortes por câncer. Arcgis � o0�X߬ue apresentavam o mesmo conteúdo, com formas de representação diferenciadas, visando avaliar a sua comunicação cartográfica. São apresentados os resultados de análises realizadas por 20 indivíduos selecionados (alunos, professores e não estudantes) que indicaram quais mapas eram mais legíveis em termos de clareza, simplicidade e objetidade de conteúdo. 

Identificação de áreas de preservação permanente (APPs) por meio de geotecnologias frente às áreas de vinhedo no município de Monte Belo do Sul, Brasil.

A região da Serra Gaúcha é uma importante área de produção de uvas e vinhos no sul do Brasil e busca reconhecimento através das Indicações Geográficas (IG) para vinhos finos. A preservação ambiental constitui um requisito importante para definir uma IG. No contexto de um projeto de pesquisa desenvolvido na Embrapa Uva e Vinho, um dos objetivos foi localizar áreas de preservação permanente (APPs) de acordo com o Código Florestal Brasileiro, com o auxílio de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento no intuito de identificar os vinhedos em APPs. Para isto foi utilizado o mosaico de fotografias aéreas com resolução espacial de 2 metros. Foi gerado o modelo digital de elevação da rede de drenagem, sendo as áreas de vinhedos obtidas a partir do cadastro de vinhedos pré-existentes do município. A partir do cruzamento das áreas dos vinhedos com as APPs, foram identificados 31% dos vinhedos em área de conflito.

AVALIAÇÃO COMPARATIVA, TEMPORAL E CARTOGRÁFICA DAS PRINCIPAIS LAGOAS LITORANEAS DE FORTALEZA (CEARÀ, BRASIL)

O município Fortaleza tem uma área de 336 km², apresentando três bacias hidrográficas: do Rio Cocó (215,9 km²), do Rio Maranguapinho (96,5 km²) e da vertente marítima (23,6 km²). Elas se caracterizam pela presença de lagoas e açudes, que constituem reservas de água doce, exercendo papel fundamental no suprimento hídrico da população, na manutenção do microclima, na valorização da paisagem urbana, sendo suporte de vida para varias espécies. As lagoas constituem também um potencial para desenvolvimento das atividades de pesca e lazer. O crescimento desordenado de Fortaleza tem gerado sérios problemas ambientais como os aterramentos e a poluição desses recursos hídricos. O presente trabalho teve como objetivo analisar o processo evolutivo das principais lagoas do sistema lacustre litorâneo de Fortaleza nas ultimas décadas. A metodologia consistiu em fazer uma análise comparativa de mapas e fotografias aéreas no período de 1958 a 2008 determinado o processo evolutivo de uso e ocupação desses recursos hídricos, utilizando técnicas de sensoriamento remoto. Pudemos observar a velocidade da ocupação urbana, identificar as áreas de maior degradação ambiental no entorno das lagoas, calcular as áreas devastadas e propor medidas de mitigação e de recuperação ambiental do sistema lacustre litorâneo da cidade de Fortaleza.

ANÁLISE GEOPOLÍTICA DO ESTADO DO PARANÁ POR MICRORREGIÕES COMO SUPORTE AO PLANEJAMENTO TERRITORIAL

É inegável a importância estratégica do conhecimento, como fonte de informações sistematizadas para a organização planejada do espaço geográfico. O conjunto de informações contemplando as características do meio biofísico (sistema ambiental) e do meio social (sistema social) tem por finalidade auxiliar no desenvolvimento harmonioso entre ambos e possibilitar a identificação da existência de possíveis antagonismos (conflitos) contribuindo na possibilidade da adoção de medidas mitigadoras. Desta forma o objetivo deste trabalho é coletar, organizar e espacializar dados e informações utilizando técnicas e métodos relacionados ao geoprocessamento e sensoriamento remoto contemplando aspectos sócio-ambientais tomando como recorte espacial os limites estabelecidos para a delimitação das microrregiões do estado do Paraná.  Justifica-se esta organização espacial de elementos e fenômenos distribuídos por regiões delimitadas por fronteiras, compondo um conjunto de informações geográficas físicas e geopolíticas para compreensão das relações que se estabelecem nas regiões e suas delimitações. Este trabalho apresenta como resultados parciais a elaboração sistematizada de informações cartografadas e descritivas sobre aspectos físicos, sócio-ambientais e geopolíticos de microrregiões do Estado do Paraná.  Assim ressalta-se a eficácia de análises geopolíticas e geoambientais baseadas na organização espacial de informações estratégicas através da organização de um banco de dados e da confecção da cartografia digital como subsídio para o planejamento e desenvolvimento regional do estado do Paraná, bem como fonte de informações técnicas e didáticas.

Energy balances in sugar cane, coffee and natural vegetation in the northeastern side of the São Paulo state, Brazil

Under land and climate change scenarios, agriculture has experienced water competitions among other sectors in the São Paulo state, Brazil. On the one hand, in several occasions, in the northeastern side of this state, nowadays sugar-cane is expanding, while coffee plantations are losing space. On the other hand, both crops have replaced the natural vegetation composed by Savannah and Atlantic Coastal Forest species. Under this dynamic situation, geosciences are valuable tools for evaluating the large-scale energy and mass exchanges between these diffe rent agro-ecosystems and the lower atmosphere. For quantification of the energy balance components in these mixed agro-ecosystems, the bands 1 and 2 from the MODIS product MOD13Q1 we re used throughout SA FER (Surface Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) algorithm, which was applied together with a net of 12 automatic weather stations, during the year 2015 in the main sugar cane and coffee growing regions, located at the no rtheastern side of the state. The fraction of the global solar radiation (R G ) transformed into net radiation (Rn) was 52% for sugar cane and 53% for both, coffee and natural vegetation. The respective annual fractions of Rn used as λ E were 0.68, 0.87 and 0.77, while for the sensible heat (H) fluxes they were 0.27, 0.07 and 0.16. From April to July, heat advection raised λ E values above Rn promoting negative H, however these effects were much and less strong in coffee and sugar cane crop s, respectively. The smallest daily Rn fraction for all agro-ecosystems was for the soil heat flux (G), with averages of 5%, 6% and 7% in sugar cane, coffee and natural vegetation. From the energy balance analyses, we could conclude that, sugar-cane crop presented lower annual water consumption than that for coffee crop , what can be seen as an advantage in situations of water scarcity. However, the replacement of natural vegetation by su gar cane can contribute for warming th e environment, while when this occur with coffee crop there was noticed co oling conditions. The large scale modeling satisfactory results confirm the suitability of using MODIS products togeth er with weather stations to study the energy balance components in mixed agro-ecosystems under land-use and climate change conditions.

Carbon sequestration associated to the land-use and land-cover changes in the forestry sector in Southern Brazil.

We studied the Paraíba do Sul river watershed , São Paulo state (PSWSP), Southeastern Brazil, in order to assess the land use and cover (LULC) and their implication s to the amount of carbon (C) stored in the forest cover between the years 1985 and 2015. Th e region covers a n area of 1,395,975 ha . We used images made by the Operational Land Imager (OLI) sensor (OLI/Landsat - 8) to produce mappings , and image segmentation techniques to produce vectors with homogeneous characteristics. The training samples and the samples used for classification and validation were collected from the segmented image. To quantify the C stocked in aboveground live biomass (AGLB) , we used an indirect method and applied literature - based reference values. The recovery of 205,690 ha of a secondary Native Forest (NF) after 1985 sequestered 9.7 Tg (Teragram) of C . Considering the whole NF area (455,232 ha), the amount of C accumulated al ong the whole watershed was 3 5 .5 Tg , and the whole Eucalyptus crop (EU) area (113,600 ha) sequester ed 4. 4 Tg of C. Thus, the total amount of C sequestered in the whole watershed (NF + EU) was 3 9 . 9 Tg of C or 1 45 . 6 Tg of CO 2 , and the NF areas were responsible for the large st C stock at the watershed (8 9 %). Therefore , the increase of the NF cover contribut es positively to the reduction of CO 2 concentration in the atmosphere, and Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation (REDD + ) may become one of the most promising compensation mechanisms for the farmers who increased forest cover at their farms.

MODELAGEM DO RELEVO DA ZONA COSTEIRA OCIDENTAL DO ESTADO DO MARANHÃO, BRASIL

A geração e utilização de Modelo Digital de Terreno, integrados a Sistemas de Informações Geográficas (SIG’S), são ferramentas extremamente úteis na caracterização morfológica de uma determinada área. As condições geográficas do segmento do Litoral Ocidental Maranhense denunciam o alto grau de vulnerabilidade da paisagem em função da intensa dinâmica imposta pela ocupação humana atual na área, seja através de práticas agrícolas mal elaboradas seja pela degradação ambiental, em especial dos manguezais. Este trabalho tem por objetivo à geração e análise de modelos tridimensionais, da área costeira ocidental do Maranhão com base em cartas planialtimétricas e dados de sensoriamento remoto, para a caracterização morfológica do relevo, possibilitando a análise temporal dos processos de erosão e sedimentação nesta região. A metodologia utilizada foi baseada no tratamento de dados do Radar Interferométrico da SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission). Para a realização do trabalho foram desenvolvidos os procedimentos metodológicos: levantamento e análise da bibliografia, utilização de softwares de tratamentos de dados de topografia para geração dos modelos, análise dos modelos e validação a partir do conhecimento da área. Os resultados evidenciaram feições características do relevo, auxiliando nas atividades de planejamento e monitoramento ambiental.

Satellite based multi-scale methods to support governance of Brazil's low-carbon agriculture (ABC Plan).

Brazil's Low Carbon Agriculture is one the initiatives that puts the climate in the agricultural agenda towards a more sustainable and adapted agriculture under global changes. Among the several practices listed and supported by the ABC Plan, zero tillage and integrated crop-livestock-forestry systems including the recovery of degraded pasture are the most relevant ones. The objective of this paper is to present the Geo-ABC Project, a procedure to monitor the implementation of the Brazil?s Low Carbon Agriculture (ABC Plan) and aiming at the development of remote sensing methods to monitor agricultural systems listed in the ABC Plan and adopted at local scale.

Desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência para a cidade de Sete Lagoas, MG.

2016

Imagens orbitais e termografia infravermelho na avaliação da temperatura de superfície em diferentes usos e cobertura do solo na Floresta Nacional do Tapajós e seu entorno, PA.

A Temperatura da Superfície Terrestre (TST), além de ser uma componente importante no balanço de energia na superfície, modula a temperatura do ar nas camadas mais baixas da atmosfera. O objetivo do presente trabalho foi analisar a variação da temperatura de superfície em Diferentes Usos e Cobertura do Solo na Floresta Nacional do Tapajós e seu Entorno. Utilizou-se sensores ?Thermal Infrared Sensor? dos satélites Ladsat 5 e 8 através dos ?softwares? PCI Geomatica 2015 e o QGis 2.8. Fez-se campanha de campo para obtenção de imagens termogéficas no infravermelho (câmera ThermoVision, modelo A320). Os resultados apontaram maior variabilidade espacial de TST em função da heterogeneidade do uso da terra como a agricultura anual, pecuária extensiva, dentre outros. Os resultados evidenciaram uma amplitude térmica de 13ºC na FNT+ZA. Em área de Floretas, vegetação secundária, pasto, agricultura anual as maiores variações térmicas (TST) chegaram a valores de 25ºC, 26ºC, 35ºC e 33ºC, respectivamente. A amplitude térmica na FNT foi de 5ºC e na Zona de Amortecimento de 20º, indicando perdas na cobertura vegetal, principalmente na porção nordeste da ZA. Nas áreas de proteção legal a variação de TST foi entre 19ºC a 29ºC. Conclui-se que na FLONA Tapajós a manutenção da cobertura florestal reduz as amplitudes térmicas. Por outro lado, as extensas áreas com pastagens e cultivos anuais na porção nordeste da FLONA apresentam as maiores variações espaciais da TST na Zona de Amortecimento que podem comprometer o microclima na FNT+ZA